Sundhedsvidenskab > Månedens profil > Søren-Peter Fuchs Olesen
01. marts 2011
Søren-Peter Fuchs Olesen
Hvis hjerterytmen bliver til flimmer
Hjertet trækker sig sammen mere end 2,5 milliard gange i løbet af et gennemsnitlig langt liv, og uophørligt pumper det blod rundt i kroppen. Men i sjældne tilfælde kan det ske, at det pludselig løber løbsk. Professor dr.med. Søren-Peter Fuchs Olesen forsøger sammen med en række forskningsgrupper og klinikere på Danmarks Grundforskningsfonds Center for Hjertearytmi at finde de genetiske og molekylære årsager.
Umiddelbart tænker vi måske, at den store lårmuskel er menneskets hårdest arbejdende muskel i kroppen, men nej - det er vores hjerte. Det slår mellem 30 og 40 millioner gange om året og udfører et arbejde, der svarer til at løfte fem kilo 1½ meter op hvert minut, døgnet rundt, året rundt.
"Det er helt vildt, at vi har en pumpe, der bare kører altid og hele tiden tilpasser sig kroppens aktivitet. Det er heldigvis tilfældet hos langt de fleste mennesker, men hvert år dør omkring 15.000 danskere af en hjertesygdom, og det skyldes ofte en pludselig opstået hjertearytmi," siger professor Søren-Peter Fuchs Olesen, Biomedicinsk Institut og leder af Danmarks Grundforskningsfonds Center for Hjertearytmi.
Det murstensløse center tæller omkring 80 mennesker, inklusive 30 ph.d.-studerende og 10 post.docs og omfatter en række forskergrupper og hjertelæger fra Rigshospitalet. Alle arbejder med at opklare årsager til, at hjertearytmi opstår, og forskningsarbejdet omfatter både molekylærbiologi, elektrofysiologi, klinisk genetik og patientstudier.
Søren-Peter Fuchs Olesens egen forskergruppe i centret er den såkaldte ionkanal-gruppe, som primært udforsker funktionerne og aktiviteten i de ionkanaler, der sidder i hjertecellernes membran. En af forudsætningerne, for at hjertet kan arbejde stabilt, er nemlig, at de specialiserede proteiner, ionkanalerne, i hjertecellernes membraner er i stand til at åbne og lukke for passage af positivt og negativt ladede ioner ind og ud af cellerne - på de rigtige tidspunkter. Går det, som det skal, dannes en elektrisk impuls, der udbreder sig til hjertemuskelcellerne, og hjertet trækker sig sammen.
Kommer der derimod uorden i sekvenserne af iontransport, giver det elektrisk ustabilitet, der kan udmønte sig i manglende dannelse af hjerteimpulsen, blokering af udbredelsen, eller måske bliver der sendt ekstra impulser af sted fra andre områder i hjertemusklen. Nogle af problemerne kan afhjælpes med for eksempel indlægning af pacemakere, ligesom man gennem et kateter kan brænde ekstra ledningsveje væk.
"Men inden for det medicinske område har der været langt mellem nye behandlingsformer. Det er ikke ufarligt at ændre på hjertets elektriske aktivitet med nye farmaka. Der er en risiko for, at man i nogle patienter opnår det modsatte, altså en øget ustabilitet, fordi hjertearytmier i virkeligheden er en række forskellige sygdomme. Det understreger behovet for at komme til en bedre grundlæggende forståelse af hjertets elektriske signalering i både normale som arytmogene hjerter," siger professoren.
Ingeniør og læge i én
At Søren-Peter Fuchs Olesen skulle ende med at forske i hjertearytmi var ikke åbenlyst klart, da han i 1970'erne begyndte at læse til civilingeniør på det daværende Danmarks Tekniske Højskole (nu DTU). Han kunne godt lide det tekniske og de eksakte videnskaber, men snart fik han lyst til at kunne bruge det på noget, der relaterede sig til mennesker. Han tog derfor ind på Panum Instituttet for at høre, om han kunne læse faget fysiologi.
"Ingeniørstudiet var delt op i fagmoduler, og jeg troede jo, at det var muligt at tage et fysiologimodul på medicinstudiet. Men jeg fik beskeden, at hvis jeg ville have fysiologi, så var der ikke andre muligheder end at læse medicin," siger han.
Det gjorde han så - sideløbende med ingeniørstudiet. Det var ikke hans hensigt at følge begge uddannelser helt til dørs, men han endte med at blive hængende begge steder.
"Man har jo en enorm energi som ung. Jeg gjorde det af lyst og interesse og blev fascineret af muligheden for at kunne anvende viden fra et fagområde på et andet," siger Søren-Peter Fuchs Olesen, der blev civilingeniør i 1979 og fik sin medicinske kandidateksamen i 1982.
Små ionstrømme styrer kroppen
Efter den medicinske kandidateksamen arbejdede han nogle år som forskningsassistent på Afd. for Medicinsk Fysiologi på Det Sundshedsvidenskabelige Fakultet, hvor han for første gang helt konkret byggede bro mellem sine to fag. I samarbejde med den daværende professor Christian Crone udviklede han en ny teknologi til elektrofysiologiske analyser af, hvor tætte blodkars indre beskyttende cellelag, endothellet, er for næringsstoffer og ioner. Teknologien var inspireret at Lord Kelvins analyser af signalering i de transatlantiske telegrafkabler og blev nu brugt til med millisekunders nøjagtighed at bestemme hurtige receptor-medierede ændringer i blodkarrenes tæthed ved inflammationsreaktioner.
Arbejdet indgik siden i hans doktorafhandling, i 1989, men inden da tilbragte han et år som post.doc. i Boston, USA. , hvor han var så heldig at komme til at arbejde sammen med en af de forskere, der havde udviklet den såkaldte patch-clamp teknik.
"Det var et fantastisk år på Harvard, og så havde jeg tilmed fået en viden og erfaring med patch clamp-teknikken, som jeg kunne tage med mig hjem," siger professoren.
Opfindelsen af patch clamp-teknikken gjorde det endelig muligt at studere ionkanaler og deres funktion individuelt. Teknikken er i princippet ganske enkel. Man tager en glaspipette, der er så lille, at den kan suges fast på et lille stykke af cellens membran (patch), der ikke skal være større, end at det indeholder en enkelt ionkanal. Inde i pipetten er der en elektrode, der er forbundet til en forstærker, så man kan måle strømmen fra ionerne, der løber ind i pipetten, og følge ændringen, når kanalen lukker. Metoden gør det muligt at måle med en nøjagtighed på under en picoAmpere (10-12 A), hvordan ionkanalen reagerer på tilførsel af forskellige stoffer, hvorfor den også er interessant for firmaer, der udvikler lægemidler. Metoden gør det desuden muligt at finde ud af, om en ionkanal-mutation fører til ændret åbningsmønster og kan forårsage sygdomme.
Fra Boston til Smedeland til Panum
Hjemme igen kom Søren-Peter Fuchs Olesen til at tale med nogle begejstrede neuroforskere og forretningsfolk, der ville starte NeuroSearch og udvikle lægemidler.
"Det ville jeg gerne være med til på betingelse af, at arbejdet kom til at omfatte ionkanal-studier."
Sådan blev det. NeuroSearch startede i 1989 fra scratch i en gammel fabrik i industrikvarteret Smedeland i Glostrup.
"Når det blæste fra vest, lugtede der af sæbe fra Colgate-Palmolive-fabrikken og rugbrød fra Schulstad-fabrikken. Når det blæste fra nord, var der kaffeduft i luften fra vores nabo, Kraft-food. Det var meget industrielt, men det var også sjovt. Vi lavede forsøg i den gamle kantine og i det gamle lager, men vigtigst af alt - det var begejstrede og visionære mennesker. Og jeg fik opbygget ionkanal-enheden, som hurtigt voksede fra en en-mandsafdeling til 25 mennesker," siger han.
Efter næsten ti år på NeuroSearch, så han i 1998 et opslag om et professorat i fysiologi på Medicinsk Fysiologisk Institut (det nuværende Biomedicinsk Institut) på Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet.
"Jeg tænkte, at det kunne være sjovt at prøve noget nyt. Det er ikke nogen dårlig idé at skifte spor med 5-10 års mellemrum, og min familie var meget opbakkende, hvilket de altid har været, når der skulle prøves noget nyt."
Han var imponeret over, at universitetet ikke havde berøringsangst over for at ansætte en som ham, der kom fra erhvervslivet.
"Jeg synes, jeg blev særdeles godt modtaget, og jeg vil da også mene, at universitetet har haft godt af at få en person ind fra et helt andet miljø med nye friske ideer. Det kan være, at der er nogen, der havde forventet, at jeg ville bedrive anvendt forskning, men det blev primært til grundforskning, og jeg blev selvfølgelig meget glad for, at vi i 2005 fik den store bevilling fra Grundforskningsfonden til oprettelsen af hjertearytmicentret," siger han.
Signalvejenes betydning
Centret har specielt fokus på atrieflimren, som er den hyppigste arytmisygdom og opstår, når hjerteimpulserne kører hurtigt rundt i hjertets forkamre (atrierne) uden stop. Det sker hos cirka én procent af befolkningen, og risikoen stiger op til ni procent hos ældre personer.
"Der er mange sygdomme, der kan disponere til atrieflimren - forhøjet blodtryk, blodprop, diabetes, forstørret hjerte, og det kan også skyldes en genfejl. Vi vil gerne forstå, hvorfor det går galt. Hvorfor hjertet går fra en stabil situation til en ustabil situation," siger Søren-Peter Fuchs Olesen.
I ionkanal-gruppen undersøger man især iontransporten gennem kaliumionkanaler i hjertecellerne, og der arbejdes med mange tilgange for at skabe en komplet forståelse for betydningen af signalvejene i hjertet: massespektroskopiske undersøgelser af ionkanalproteinkomplekser, betydningen af regulatoriske subunits, trafficking af kanalproteinerne, arytmi i isolerede hjerter, i dyr og i patienter mm.
Resultaterne giver nogle gange ideer til screening af nye gener hos patienter for at kunne forklare elementer i deres sygdom
"Og så er det jo hensigtsmæssigt, at vi kan gå over på den anden side af gaden til hjertelægerne på Rigshospitalet og bede dem screene patienterne for gener, der muligvis kan spille en rolle," siger Søren-Peter Fuchs Olesen.
Kinesisk mutation
For nylig fik centret en henvendelse fra en gruppe i Kina. Det drejede sig om en familie, hvor ni medlemmer ud af 50 over fire generationer havde haft en arytmisygdom med mange fælles træk.
"De kinesiske læger bad os undersøge, om en genmutation, de havde identificeret, kunne forklare den tilsyneladende arvelige sygdom. Det viste sig, at en kaliumionkanal i hjertekamrene ikke fungerede normalt. Umiddelbart var det svært at forstå, at fejlfunktionen af denne kanal kunne fremkalde den specifikke arytmi. Derfor har en af vores ph.d.-studerende, Bo Liang, efterfølgende afprøvet tesen i farmakologiske dyremodeller. Alt tyder nu på, at dette studie, der startede med en patientundersøgelse i en fjern egn af Kina, har ledt os til en ny forståelse af det normale hjerte," siger Søren-Peter Fuchs Olesen.
Den fysiologiske viden om specielt kaliumkanalernes funktion har i mindst tre tilfælde ledt til nye ideer for farmakologisk behandling af forskellige arytmiformer udviklet af gruppen i samarbejde med virksomheder.
Rejs ud og bliv inspireret
Søren-Peter Fuchs Olesen arbejder stadig som konsulent for NeuroSearch, men hans hovedopgave er at lede grundforskningscentret.
"Det er meget tilfredsstillende. Hvis der er et mønster i min karriere, så er det, at jeg holder af at iværksætte og bygge op. I grundforskningscentret startede vi med 25 ansatte i 2005, og i dag er vi 80 mennesker."
Ved siden af grundforskningscentret har han også fået en ekstra opgave, en ærefuld af slagsen. For to år siden blev han valgt til generalsekretær for Videnskabernes Selskab. Antropolog Kirsten Hastrup er præsident, og de har mange nyskabelser i ærmet. Eller rettere nogle af dem er allerede rystet så meget ud, at der er sat datoer på. To gange om året vil de lave et stort arrangement med foredrag af en Nobelprismodtager, og i år bliver det Dale T. Mortensen, USA, der modtog Nobelprisen i økonomi i 2010 og Venkatraman Ramakrishnan, UK, der modtog Nobelprisen i kemi i 2009. De kommer henholdsvis 14. juni og 9. september.
"De skal ikke redegøre i detaljer for deres forskningsprojekter, men snarere formidle deres entusiasme for forskning og glæden ved at fremkomme med nye erkendelser gennem en bredere fortælling af deres egen historie. Vi håber, at vi kan tiltrække både universitetsforskere, universitetsstuderende, gymnasielærere og -elever, journalister og den brede offentlighed. Vores formål er at gøre grundforskningen synlig og vise, hvorfor videnskab er spændende," siger Søren-Peter Fuchs Olesen.
Desuden afholder Videnskabernes Selskab mange nye seminarer og er også i gang med at lave et 'Ungt akademi', som post.docs. kan søge om optagelse i for en periode på 5 år.
I det hele taget er Søren-Peter Fuchs Olesen meget optaget af at skabe muligheder for unge forskere, og han opfordrer dem til også at være udfarende. En af hans kæpheste er, at unge forskere skal ud i verden. Ud og blive inspireret, få nye vinkler på deres forskningsfelt og skabe netværk.
"Fakultetets ph.d.-skole støtter gerne udvekslingsophold, og i det hele taget er der i Danmark mange ressourcer til at sende unge forskere ud i verden. Og de unge danskere er meget efterspurgte på grund af deres store selvstændighed og gå-på-mod. For mit eget vedkommende var det en fantastisk oplevelse at være af sted i et år, og hvis vi på samme måde her på instituttet og på grundforskningscentret kan sende forskerspirerne ud et halvt eller to år og få dem hjem igen, så tror jeg, det er den bedste måde at internationalisere på," siger han.
Mer info>